[发明专利]模块化相控阵天线

权利要求书

1.一种模块化相控阵天线，包括：

包含多波束输入的波束形成网络模块；

贴片阵列模块；和

连接波束形成网络模块和贴片阵列模块的匹配网络模块。

2.根据权利要求1所述的模块化相控阵天线，其中所述贴片阵列模块包括多个形成规则周期阵列的贴片单元，和第一接地层。

3.根据权利要求2所述的模块化相控阵天线，其中每个贴片单元包括成对耦合的驱动贴片。

4.根据权利要求3所述的模块化相控阵天线，其中每个贴片单元还包括至少一个与所述成对耦合的驱动贴片隔开的寄生贴片。

5.根据权利要求3所述的模块化相控阵天线，其中第一绝缘基体隔开所述成对耦合的驱动贴片。

6.根据前述权利要求的任一个所述的模块化相控阵天线，其中所述匹配网络模块包括：具有支撑第一带状线轨的第一表面的第二绝缘基体、与所述第一表面相对的支撑第二带状线轨的第二表面，和第二接地层。

7.根据前述权利要求的任一个所述的模块化相控阵天线，其中所述波束形成网络模块包括：具有支撑第三带状线轨的第一表面的第三绝缘基体和与所述第一表面相对的支撑第四带状线轨的第二表面，以及第三接地层。

8.根据权利要求7所述的模块化相控阵天线，其中所述第一、所述第二和所述第三绝缘基体是环氧树脂基的绝缘基体。

9.根据权利要求7所述的模块化相控阵天线，其中所述第一、所述第二和所述第三接地层每个都由相应的环氧树脂基的绝缘基体所支撑。

10.根据权利要求8或9所述的模块化相控阵天线，其中所述环氧树脂基的绝缘基体是由阻燃4型线路板（FR-4）制造的。

11.根据权利要求10所述的模块化相控阵天线，其中所述波束形成网络模块、所述贴片阵列模块，和所述匹配网络模块由穿过FR-4型线路板中的孔的导电触针相互连接，该FR-4型线路板分别支撑所述第一和第二接地层。

12.根据权利要求7所述的模块化相控阵天线，其中第一带状线轨和第二带状线轨通过导电通孔相连接，所述第一和第二带状线轨形成连接波束形成网络模块和贴片单元的匹配网络。

13.根据权利要求12所述的模块化相控阵天线，其中第三和第四带状线轨通过导电通孔相连接，所述第三和第四带状线轨包括无源混合和无源交越单元。

14.根据权利要求13所述的模块化相控阵天线，其中无源混合和无源交越单元被配置为形成适于产生第一偏振输出的第一巴特勒矩阵波束形成器和适于产生第二偏振输出的第二巴特勒矩阵波束形成器。

15.根据权利要求14所述的模块化相控阵天线，其中第一偏振正交于第二偏振。

16.根据权利要求15所述的模块化相控阵天线，其中成对耦合的驱动贴片包括用于接收第一偏振输出的第一输入触针和用于接收第二偏振输出的第二触针。

17.根据权利要求16所述的模块化相控阵天线，其中第一偏振为+45°偏振且第二偏振为-45°偏振。

18.根据权利要求7到17的任一个所述的模块化相控阵天线，其中第三和第四带状线轨是通过输出触针连接到匹配网络模块的相位匹配轨道。

19.根据权利要求13所述的模块化相控阵天线，其中无源混合单元和无源交越单元包括具有可变轨道宽度的悬置带状线导电轨。

20.根据权利要求2到19的任一个所述的模块化相控阵天线，其中周期阵列的相邻贴片单元以大致等于天线工作波长一半的距离隔开，且其中所述贴片单元是菱形的。

21.根据权利要求7到20的任一个所述的模块化相控阵天线，其中第一接地层和第二绝缘基体以距离R1相互隔开，第二绝缘基体和第二接地层以距离R2相互隔开，第二接地层和第三绝缘基体以距离R3相互隔开，且第三绝缘基体和第三接地层以距离R4相互隔开。

22.根据权利要求21所述的模块化相控阵天线，其中距离Rl、R2、R3和R4大致在范围λ/40<Rn<t之内,其中λ是天线的工作波长，n等于1到4，且t是绝缘基体的厚度。

23.根据权利要求22所述的模块化相控阵天线，其中第一、第二和第三绝缘基体各自的厚度t在范围0.5mm到2.0mm之内。